基于鋁膜體系下外墻腳手架連墻件的設置

王藝填

巨茂建設投資有限公司（361101）

0 前言

腳手架工程是施工安全管理的控制重點之一，連墻件作為防止腳手架橫向彎曲失穩及向外傾覆的主要構件，是確保腳手架架體穩固安全的重要構件。 目前傳統的連墻件常采用鋼管埋設于邊梁上口，在剪力墻部位其埋設位置與外墻體沖突，施工過程中易被人為破壞， 從而給腳手架留下安全隱患。 在采用鋁模的項目中，傳統預埋鋼管的做法容易造成鋁模受到較大破壞，成本較高，且后期預埋洞口容易因修補不善，或因外架拆除進度與連墻洞修補工藝要求的技術等待時間不協調，給外墻留下滲漏的質量隱患。

1 鋁膜體系下連墻件的特點

鋁膜體系下連墻件的設置采用拉片式施工，只需要在對應位置的模板上橫向開一個小口，在應用鋁模系統時，每層位置固定不變，安裝方便，且小開口可以避免鋁模開口處多次循環施工后遭受破壞。因此，鋁膜體系下的拉片連墻件具有以下特點。

1.1 高可靠性

鋁膜體系下施工方法有效改善連墻件安裝質量，提高外腳手架的安全可靠度，同時節約成本，縮短工期，節能環保，有較好推廣價值。

1.2 防滲漏性

拉片連墻件不需穿墻， 拆除后只需切除拉片，可有效防止外墻滲漏。

1.3 低成本性

鋼管連墻桿與拉片通過高強螺栓連接，相對焊接連接更加安全可靠，對安裝人員技術水平要求較低，螺栓可重復利用，綜合成本較傳統連墻件低廉。

1.4 易使用性

拉片可批量加工，制作方便。

2 鋁膜體系下拉片連墻件的工藝原理

本設置方法適用于現澆鋼筋混凝土剪力墻結構施工所采用的鋼管腳手架的安裝和拆除作業，特別適用于外墻全混凝土的鋁模體系。在鋁模體系下，拉片連墻件的設置要依據《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》（JGJ 130—2011）， 確保連墻件的預埋件和連接件滿足結構受力性能要求， 確保連墻件的預埋、安裝、拆除符合建筑施工工藝及外架施工工藝的要求。 各部件主要是采用40 mm×4.0 mm的抗拉強度205 MPa 的扁鐵作為拉片； 采用8.8 級M12、 長度80 mm 的高強度六角螺栓與φ48×3.0 鋼管進行連接；扁鐵拉片鉆直徑14 mm 的孔，末端采用直徑12 mm 的HRB400 鋼筋進行錨固，兩端錨固長度≥100 mm。

圖1 連墻件整體構造圖

圖2 連墻件拉片、錨固鋼筋、高強螺栓規格圖

3 鋁膜體系下連墻件的設置方法

3.1 應用工程案例分析

福建詔安碧桂園項目工程，結構形式為框剪結構，結構設計等級為二級，基礎類型為預制管樁基礎，建筑面積為103 119.17 m2，地下車庫建筑面積12 017 m2，公建配套建筑面積704.51 m2。 1#樓為綜合樓3 層建筑，建筑高度13.2 m，2#樓為3 層商墅，建筑高度15.5 m，3#樓為30 層建筑， 建筑高度99 m，5#、9#樓為31 層建筑， 建筑高度102～106 m，6#、7#、8#樓為33 層建筑，建筑高度106 m。

工程地面粗糙度為C 類。本工程外架根據建筑主體結構及建筑立面特點，以安全、可靠、適用為原則， 工程選用工字鋼懸挑式腳手架的形式進行搭設。 該外架在結構施工階段僅作為防護架使用，在裝修階段作為操作腳手架使用。樓外架搭設布置具體 如 下：3#、5#、9#樓5～11 層、11～17 層、17～23 層、23～29 層、29 至屋面層采用工字鋼作為支撐底座的懸挑架， 搭設高度最大為18 m。 6#、7#、8#樓7～13層、13～19 層、19～25 層、25～31 層、31 至屋面層采用工字鋼作為支撐底座的懸挑架，搭設高度為18 m。

3.2 連墻件受力驗算方法

驗算連墻件受力是否滿足相關規定和本項目外架施工方案的需求。

1）扁鐵拉片有效截面積AC=（40-14）×4.0=104 mm2，扁鐵抗拉力N1=205 MPa×104 mm2=21.32 kN；

M12 螺栓有效截面積A=84.3 mm2，8.8 級公稱抗拉強度640 MPa，抗剪強度取δ=0.6×640 MPa=384 MPa，抗剪力V1=δA=384 MPa×84.3 mm2=32.37 kN。

2）按每個結構層矩形設置，縱向間距取3 跨，腳手架最高106.3 m，風壓高度變化系數μz=1.74(標高+104 m）)，基本風壓ω0=0.35 kN/m2。

擋風系數=0.800，背靠建筑物按敞開、框架和開洞墻計算，則腳手架風荷載體型系數：

μs=1.3×0.800=1.040， 風荷載標準值ωk=1.74×1.040×0.35=0.63 kN/m2

N2W=1.4ωkAω=1.4×0.63×4.5×2×1.50=11.91 kN

連墻件約束腳手架平面外變形所產生的軸向力，按雙排腳手架，取N0=3.00 kN

N2=N2W＋N0=11.91+3.00=14.91kN＜N1＜V1

扁鐵拉片抗拉強度及高強螺栓抗剪強度滿足要求。

3）扁鐵拉片穩定性：L0取極限55 mm，扁鐵回轉半徑i 取最不利值1 mm，λ=L0/i=55/1=55，查《鋼結構設計規范》GB 50017—2003 表C 得，φ=0.852，（N2w +N0）/（φAc） =（11.91 +3） ×103/（0.852 ×104） =168.27 N/mm2≤0.85×[f]=0.85 ×205 N/mm2=174.25 N/mm2

連墻件扁鐵拉片穩定性滿足要求。

4） 連墻件鋼管穩定性：L0=0.15+0.10=0.25 m=250 mm，i=15.8 mm，λ=L0/i=250/15.8=15.8，I=0.958

σ=N1/IA 連墻件=14 910/（0.958×424）=36.71N/mm2

連墻件鋼管穩定σ=36.71 N/mm2＜f=174N/mm2，滿足要求。

3.3 材料制作與設備

3.3.1 主要材料見表1

3.3.2 機具設備

本工藝適用的主要施工機具設備見表2。

3.3.3 材料制作

準備所需配件及加工機具，包括高強螺栓、拉片（扁鐵）、打孔機、角碼、鐵絲線等。3a 直徑12 mm 長度80 mm 的8.8 級高強螺栓， 高強螺栓長度應適宜，保證螺母能鎖緊。40 mm×4.0 mm 扁鐵拉片強度和尺寸規格應嚴格按照工藝規定的受力驗算后下料，拉片孔位及直徑加工應準確，采用機械沖孔，嚴禁采用氣割沖孔，保證開孔剖面光滑，方便高強螺栓穿入。 拉片端部應采用機械切割，嚴禁采用氣割，保證斷面順直，方便插入鋁模槽口。 拉片預埋時通過角碼與鋁模固定，保證拆模后，拉片外露長度不小于45 mm，方可保證鋼管預制孔能與拉片預制孔對齊，確保螺栓順利穿過。 連墻桿鋼管螺栓孔應當機械沖孔，不得氣割沖孔，孔的直徑、位置、距桿件端部距離均應當滿足工藝要求，方可保證鋼管預制孔能與拉片預制孔對齊，確保螺栓順利穿過。

表1 主要材料表

表2 主要施工機具設備

3.4 連墻件設置方法

施工流程主要為： 施工準備→連墻點位置放樣標記→鋁模開槽并安裝角碼→拉片安裝→隱蔽驗收→混凝土澆筑及模板拆除→安裝連墻桿→連墻件安裝驗收。

3.4.1 鋁模安裝定位

鋁膜安裝定位應根據連墻件立面布置圖，在安裝完畢的鋁模板對連墻件拉片預埋位置進行放樣開口（開口高度約6 mm，寬度約45 mm），在開口處上方安裝用于固定拉片的角碼。 模板的接縫不應漏漿。混凝土澆筑前，模板內雜物要清理干凈。固定在模板上的預埋件、預留孔洞不得遺漏，其偏差符合規定。

圖3 角碼安裝

3.4.2 拉片固定

將拉片固定于角碼上，可采用鐵絲線或采用電線固定綁扎帶進行綁扎固定，可防止混凝土澆筑時拉片被振動棒打到，在后期解除綁扎時也較為方便快捷。 應特別注意，拉片應當固定于角碼下方，這樣拉片預埋成型效果更佳。

圖4 拉片固定

3.4.3 高強螺栓與拉片連接

混凝土澆筑完成24 h 后，強度達到80%，墻柱鋁模拆除，即可將連墻桿采用高強螺栓與拉片進行連接。

圖5 連墻桿與拉片連接

3.4.4 將鋼管與腳手架立桿扣件連接

用扣件將與拉片連接好的鋼管、腳手架立桿相連。 扣件螺栓擰緊扭力矩應在40～65 N·m。

3.4.5 檢查驗收

首層安裝，對連墻點隨機抽取不少于5%且不少于3 個進行抗拔試驗，對連墻件、連墻桿等隨機抽取5 個以上進行受力試驗。 檢查連墻件數量、做法、位置、材料是否與方案相符，檢查拉片與連墻桿連接是否牢固，螺栓是否鎖緊。 檢查鋼管與腳手架立桿扣件是否緊固。

4 結語

鋁模體系下在運用拉片式腳手架連墻件施工工藝，大幅提高腳手架連墻件的安裝效率及架體安全性，同時減少了施工成本，取得了良好的社會效益。 在確保施工安全的前提下，高效率完成安裝，縮短工期，有效避免了外墻的滲漏風險，并為工程按時保質保量的竣工奠定了基礎。 對這種連墻件在其他工程應用具有借鑒作用和指導意義。